[发明专利]锂-二硫化铁电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学电源技术领域，特别涉及一种锂-二硫化铁电池及其制作方法。

背景技术

随着电子技术的高速发展，尤其是数码相机、掌上游戏机、各种电动游戏机的出现，对电池的需求程度越来越高。传统的高功率和高容量电池—碱性电池已经难以满足需要。因此，需要一种能够持续进行高功率放电的电池。由于锂电池具有能量密度高、电压高、工作温度范围宽、寿命长等优点，其自放电率低，储存寿命长且储存寿命好，放电电压平稳，安全性能优良，已受到越来越多人的关注与重视。

在锂电池中，常规的锂-二硫化铁电池是以二硫化铁（FeS₂）为正极活性物质、金属锂（Li）为负极活性物质并以有机电解液为电解液的一次电池。该一次电池的电压可以达到1.5V，因此可以替代现在常用的碱性电池而作为普通消费电子设备的便携能源进行使用。此外，该一次电池还具有比能量大、容量高、工作温度范围宽、储存时间长等优点，与目前市场上广泛使用的碱性一次电池具有互换性，因此其作为新一代的高功率电池，正越来越受到人们的欢迎，市场前景非常广阔。

在制作锂-二硫化铁电池的过程中，首先，将FeS₂粉末与导电剂、粘结剂等混合后进行搅拌制成浆料，并将该浆料涂覆在正极导电基材上，然后对其进行烘干、辊压、分切处理得到正极极片；接着，选择特定尺寸的金属锂或其合金箔带作为负极极片；然后，将正极极耳连接到正极极片上以形成正极结构；将负极极耳连接到负极极片上以形成负极结构；接下来，将正极结构、隔膜和负极结构卷绕在一起形成电芯。接着，将正极极耳与负极极耳分别连接到正极上盖组合体和电池外壳。最后，将电芯放入电池外壳中，注入有机电解液，封口、清洗后进行一定程度的预放电得到锂-二硫化铁电池。

现有的技术中，有的厂家通过紧接触的方式使电池负极极耳与电池外壳连接在一起。这种方式对电芯的外部直径要求很高。如果电芯外部直径太小，负极极耳与电池外壳接触不紧密，电池无法正常放电；如果电芯外部直径太大，电芯将无法插入电池外壳内。另外，如果电池存放的时间过长，电池负极极耳表面会形成一层钝化膜，使电池接触电阻迅速增大，进一步地导致电池无法进行高功率放电，从而降低了电池的使用效率。

为了解决上述问题，部分厂家通过电阻焊接的方式将负极极耳与电池外壳连接在一起。然而，电阻焊接需要在电池内留出一定的空间来容纳焊接设备的电极，而电池内腔的容积是一定的，在一定的容积内装入越多的活性物质，电池的性能越好，采用电阻焊接方式会使得电池内部装入的活性物质减少，降低电池的电性能。另外，采用电阻焊接方式时，由于电极的压力，焊接处的熔化金属四处飞溅，飞溅的高温金属很可能将电池的隔膜烧穿，而导致电池内部正极和负极直接导通造成电池内部短路。

因此，需要一种新的锂-二硫化铁电池及其制作方法，以解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了解决现有技术的问题，本发明提供一种锂-二硫化铁电池，包括电池外壳、位于所述电池外壳内部的负极结构和负极焊接片，所述负极结构包括负极极片和连接在所述负极极片一端的负极极耳，负极焊接片设置在所述负极极耳与所述电池外壳的底部之间，所述负极极耳通过激光焊接连接至所述负极焊接片，所述负极焊接片通过激光焊接连接至所述电池外壳的底部。

优选地，所述负极焊接片的厚度大于或等于所述电池外壳的底部的厚度。

优选地，所述负极焊接片的厚度为0.5~3.5mm。

优选地，所述电池外壳的底部向外突出，以在所述底部的内侧形成圆形的凹槽，所述负极焊接片位于所述凹槽内。

优选地，所述负极焊接片为与所述凹槽相匹配的圆形。

优选地，所述负极焊接片的直径为4~8mm。

优选地，所述负极焊接片的材料为钢材、铝、铝合金或镍。

本发明还提供了制作上述锂-二硫化铁电池的方法，所述方法包括：第一激光焊接步骤，其中，通过激光焊接工艺将所述负极极耳连接至所述负极焊接片；和第二激光焊接步骤，其中，在封装所述电池外壳之后，通过激光焊接工艺将所述负极焊接片连接至所述电池外壳的底部的内侧。

优选地，在所述第一激光焊接步骤中，焊点的直径为0.2~1.2mm，熔池深度为0.02~0.2mm。

优选地，在所述第一激光焊接步骤中，激光焊接机焊接时的输出功率为2000~4000W。